汽油中微量水分含量的研究

桑國翠

摘 要：用卡爾費休庫侖法對成品汽油的微量水含量進(jìn)行了分析，并對上海高橋分公司成品汽油的調(diào)和組分汽油的微量水含量進(jìn)行了跟蹤測定；分析了汽油微量水的來源及影響因素，指出了MTBE作為高辛烷值汽油調(diào)和組分，具有較強的吸水性，并給出了有針對性的降低汽油水含量的措施。

關(guān) 鍵 詞：含氧化合物；微量水；過濾器；沉降

中圖分類號：TE 624 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1671-0460（2016）03-0636-03

Abstract： By Coulometric Karl Fischer Titration， trace water content in finished gasoline was determined as well as trace water content in gasoline blending stocks of SINOPEC Shanghai Gaoqiao Company. Sources and influence factors of the trace moisture were analyzed， and its found that MTBE as high octane gasoline blending component has strong water absorption， that is the major factor leading to higher water content. At last， the targeted measure was put forward to reduce water content in gasoline.

Key words： Oxygenates； Trace moisture； Filter； Sedimentation

汽油生產(chǎn)是中國石化重要的業(yè)務(wù)之一，關(guān)系國家安全、能源戰(zhàn)略以及企業(yè)的發(fā)展。近年來，隨著油車合作越來越緊密，也使得不斷涌現(xiàn)出許多的問題，汽油微量水的問題便是其中之一。汽油中含有少量的水會導(dǎo)致汽車無法點火或無故熄火。如果水進(jìn)到氣缸里，發(fā)動機會工作粗暴，同時容易損壞氣門和活塞及活塞環(huán)等汽車機件，導(dǎo)致金屬汽油箱內(nèi)壁生銹，脫落的銹塊吸附在汽油泵的濾網(wǎng)上，使汽油泵吸油的阻力變大，致使發(fā)動機吸油不足，動力下降，時間一久，油泵失效[1]。

本實驗用卡爾費休水分測定法—庫侖法[2]，分析了各石化公司及高橋分公司各汽油組分微量水的實際情況，研究了高橋分公司汽油微量水的產(chǎn)生原因，并針對原因，尋找降低微量水的方法。

1 水在油中的存在形式[3]

1.1 溶解水

水和油是不能混溶在一起的，但實際上，油品中總是含有少量以分子水平存在的水分，這種水被稱為溶解水。水在油品中的溶解度與油品的種類無關(guān)，主要取決于油品的溫度。在一定的溫度下，油品只能溶解一定數(shù)量的水。油里不能溶解更多的水時，稱之為飽和。當(dāng)溫度下降時，油溶解水的能力下降，溶解水會從油里析出，形成游離水。在達(dá)到油品的溶解水飽和度之前，油的外觀是清亮透明的。

1.2 游離水

由于溫度降低，溶解水從油里析出，或是外界有水侵入系統(tǒng)，就會形成一些小水滴懸浮在油品中，并隨著水的增多逐漸形成大水滴。通常，油品的密度<1，因此水滴會沉入油品的底部。

1.3 乳化液

如果游離水在劇烈的攪拌下或在適當(dāng)?shù)谋砻婊钚詣┑淖饔孟拢瑫纬蓸O微小的液滴均勻地分散在油里，無法沉淀到油品底部，就會形成油的乳化。油品的顏色也因此變得模糊或是渾濁發(fā)白。

2 不同成品汽油中的微量水含量

2.1 不同煉油企業(yè)的成品汽油的水含量

為了初步了解國內(nèi)成品汽油的微量水含量情況，對三家公司的10批次汽油產(chǎn)品的微量水含量進(jìn)行了分析比對，其結(jié)果見表1。

從表1可以看出，雖然各公司加工原油的種類各不相同，加工過程也會存在諸多差異，但其各自的汽油產(chǎn)品的微量水含量沒有明顯的區(qū)別。

2.2 上海高橋分公司不同汽油調(diào)和組分微量含量

高橋分公司的汽油主要由S-zorb汽油、重整汽油和甲基叔丁基醚（簡稱：MTBE）調(diào)和而成。為了更全面地了解汽油產(chǎn)品微量水的來源，首先對不同汽油調(diào)和組分的微量水含量進(jìn)行了6個月的跟蹤分析，其統(tǒng)計結(jié)果見表2。

從表2可以看出，S-zorb汽油和2號重整汽油的微量水含量相對比較穩(wěn)定，含量也相對較低，一般在100 mg/kg以下。MTBE的水含量相對較高，一般在200 mg/kg以上。

3 汽油中微量水的來源及影響因素

3.1 原油中固有的或生產(chǎn)過程中帶入

絕對不含水的油是沒有的，原油中本來就含有一定量的水份，大約為0.03%左右。水在油品中的溶解度與油品的種類無關(guān)，主要取決于油品的溫度。常溫下油品溶解水量很低，一般為0.04～0.09 cm3/L（相當(dāng)于50～100 mg/kg），水含量常是飽和的，甚至有過多凝析水存在。但是油品中含有吸水物質(zhì)時，微量水含量就會明顯增加。另一方面，在汽油的生產(chǎn)加工過程中，也難免有部分微量水分的混入，導(dǎo)致汽油微量水含量增加。

3.2 空氣中帶入

汽油中加入適量的MTBE、乙醇等，可以改善汽油燃燒性能，減少有害物排放。但這些醇、醚類的含氧化合物也是導(dǎo)致其水含量增加的主要因素。含有甲醇、乙醇的汽油比普通汽油吸水性強，如運輸工具不夠密封，則48 h后含水量會增加一倍。

MTBE是一種無色、透明、高辛烷值的液體，是生產(chǎn)無鉛、高辛烷值、含氧汽油的理想調(diào)合組份，作為汽油添加劑已被普遍使用。MTBE由甲醇與異丁烯反應(yīng)而成，甲醇的平均含水量在0.3%左右，導(dǎo)致了MTBE成品含水量較高。另一方面，MTBE極易溶解于水，具有極強的親水性，這一點在測定MTBE的水含量時也有很明顯的體現(xiàn)，即隨著測定時間和測定次數(shù)的增加，MTBE的水含量會越來越大[4]。表3列出了MTBE與汽油品的含水量大小與空氣接觸時間的關(guān)系。

從表3可以看出，MTBE具有極強的親水性，與空氣接觸幾個小時，含水量就會成倍增加。而含有少量MTBE的汽油樣品的含水量相對比較穩(wěn)定。

3.3 不同樣品飽和水含量的測定

氣候?qū)ξ⒘克康臏y定存在很大的影響，尤其對于一些含有吸水能力較強的含氧化合物（如MTBE）的汽油樣品[5]。研究過程發(fā)現(xiàn)，這些樣品與空氣接觸的時間越長，含水量也越高，當(dāng)然主要是與空氣濕度有關(guān)。為了更加直觀、更快地了解不同樣品的飽和水含量，在進(jìn)行分析前往不同樣品中人為加入一定量水（使樣品中有凝析水出現(xiàn)），充分振蕩樣品，使樣品水含量達(dá)到飽和狀態(tài)，然后測定其水含量，結(jié)果見表4。

由表4可以看出，含有少量MTBE的汽油樣品，其飽和水含量也較低，而MTBE的吸水量非常大。用卡爾費休水分測定法—庫侖法已無法測定。因此對于一些含有MTBE較高的汽油樣品，在樣品儲存和運輸過程中，都要嚴(yán)格確保整個系統(tǒng)的密封性。

4 降低汽油中微量水的措施[6]

4.1 沉降

對于含游離水較多的汽油樣品，可以適當(dāng)延長汽油在汽油罐中的沉降時間，并在儲油罐底部設(shè)“積水包”，使儲油罐中的水匯集到積水包中然后導(dǎo)出罐外，以達(dá)到部分脫水的目的。

4.2 使用干燥劑

加油站常在阻火器下部通氣管中間安裝干燥器，用干燥劑脫出吸入油罐內(nèi)空氣中的水分。目前所采用的干燥劑一般為顆粒硅膠。硅膠作為干燥劑是因為硅膠具有較大的比表面積和吸附活性，對水分子有較強的吸附作用。干燥的硅膠可以吸附大約占自身重量20%的水分。當(dāng)硅膠干燥劑吸附水分子達(dá)到飽和而失去吸附活性后，可以通過加熱的方法脫除硅膠中所吸附的水分子，恢復(fù)其活性。

4.3 使用具有吸水功能的過濾器

可以在汽油餾出口、成品罐出口或加油站等位置安裝具有吸水功能的過濾器，進(jìn)一步脫水。本研究中，對本公司一加油站采用的過濾器的脫除水含量的能力，也進(jìn)行了跟蹤分析。在加油站的加油槍前后，即使用過濾器前后，分別取樣并進(jìn)行分析比對，見表5。

由表5的測量數(shù)據(jù)可以看出，該加油站采用的過濾器具有一定的脫水能力。

5 結(jié) 論

（1）常溫下油品溶解水量很低，目前各石油公司汽油產(chǎn)品水含量相當(dāng)，成品汽油的水含量一般在100 ～200 mg/kg。

（2）作為高辛烷值調(diào)和組分，MTBE具有很強的吸水性，因此對于MTBE含量較高的汽油樣品，在儲運過程中要嚴(yán)格保證整個系統(tǒng)良好的密封性，防止因MTBE強吸濕性導(dǎo)致汽油水含量過大。

（3）可以使用具有脫水功能的過濾器對汽油進(jìn)行脫水；對于含有較多水分的汽油，可以適當(dāng)延長汽油在汽油罐中的沉降時間，進(jìn)一步脫水，以降低汽油中的水含量。另外，也可以使用變色硅膠來脫除一定量的水分。

參考文獻(xiàn)：

[1]戴頌. 含水乙醇汽油對電噴汽油機性能及燃燒特性的影響[D].昆明理工大學(xué)，2009.

[2] 輕質(zhì)石油產(chǎn)品中水含量的測定法（電量法）[M].中國石化出版社，2011-01：817-821.

[3] 付文慧，張壽增，陸婉珍. 甲醇-汽油互溶性的研究[J].石油學(xué)報：石油加工，1986：03（03）.

[4] 陳月.甲醇汽油云水抗相分離助溶劑的復(fù)配研究[C].甲醇燃料及添加劑制備技術(shù)與應(yīng)用交流研討會，2011.

[5] 李彩虹，趙志瑩.車用乙醇汽油水含量測定實驗的幾點注意事項[J]. 石油庫與加油站，2009，3 （3）： 27-27.

[6] 孫永康，王江.加油站車用乙醇汽油中水分的污染及解決辦法[J].石油庫與加油站，2005，02（2）：32-33.

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